A importância das antibolhas

O fenômeno, apesar de comum, não havia sido estudado cientificamente. Depois que pesquisadores brasileiros descreveram como se formam as cascas esféricas de ar que contêm líquido em seu interior, outros grupos, no exterior, começam a desenvolver projetos para aplicar o novo conceito

Por Eduardo Geraque

Agência FAPESP - Tudo não passava de experiências feitas por alunos de colégio em eventuais feiras de ciência. Formar esferas com líquido em seu interior, em vez de ar, com o auxílio de uma seringa, parecia não ter nada de científico. Até que os físicos da Universidade de São Paulo Alberto Tufaile e José Carlos Sartorelli se depararam com o mesmo fenômeno, mas em condições bastante diferentes.

"Descobrimos que quando ocorre a formação de bolhas normais, dentro de um processo intermitente, ocorre também a formação das antibolhas", disse Tufaile à Agência FAPESP. A formação dessas antibolhas, explica o pesquisador, é de grande interesse entre engenheiros e químicos. "Muitos processos industriais envolvem um líquido se misturando com um gás. As bolhas sempre se formam nesses casos, seja para a troca de calor ou de componentes químicos entre a fase gasosa e a fase química", conta Tufaile, que ficou intrigado com as antibolhas ao vê-las surgirem em experimentos relacionados com a obtenção de comportamentos caóticos.

Segundo o pesquisador do Laboratório de Fenômenos Não-lineares do Instituto de Física da Universidade de São Paulo, as antibolhas são ainda desconhecidas entre os engenheiros químicos, apesar de a descrição do fenômeno ter sido publicada em 2002, na revista Physics Review, em artigo assinado por Tufaile e Sartorelli. "Não se encontra em nenhum artigo ou livro publicado na área menção sobre elas", afirma o primeiro. Um processo contínuo para criar essas estruturas também ainda não existe.

"Nós propusemos que a formação das antibolhas a partir do borbulhamento contínuo ocorre em três etapas distintas", explica Tufaile. Em um primeiro momento, duas bolhas normais – com ar em vez de líquido dentro – se fundem. Esse processo é chamado de coalescência. "Em uma segunda etapa do processo, a coalescência faz com que parte do líquido presente no sistema seja injetado na bolha maior que se formou e esse jato se rompe criando uma gotícula."

Apenas algumas dessas gotículas é que serão envolvidas por uma película de ar e darão origem às antibolhas em um terceiro estágio do processo. "Elas ficam aprisionadas dentro do líquido até explodirem. É uma espécie de casca esférica de ar contendo líquido no seu interior".

O conhecimento do fenômeno das antibolhas pode ter várias aplicações, explica Tufaile. "Em alguns processos é preciso contar bolhas e, como elas são semelhantes às antibolhas, na aparência, essa confusão pode induzir a erros de cálculos."

Na prática, esse equívoco pode fazer com que, por exemplo, a quantidade de fluido dentro de um reator seja subestimada. "As antibolhas, às vezes, parecem bolhas mais pesadas do que o líquido. É importante saber se antibolhas podem se formar no sistema que se está trabalhando", afirma. A comparação é a mesma que pode ser feita entre uma pequena bolhão de sabão e uma gota de líquido. "A primeira pode se comprimir, mas a segunda não", disse Tufaile.

Desdobramentos na descoberta feira em São Paulo já podem ser vistos em outras partes do mundo, como no Laboratório Nacional Oak Ridge, nos Estados Unidos. Para o engenheiro químico Stewart Daw, do laboratório norte-americano, o fato de as antibolhas permitirem o dobro da superfície de uma bolha comum e, além disso, serem mais lentas dentro de um líquido, pode fazer dessas estruturas bons catalisadores de reações químicas.

"Alguns pesquisadores belgas também estão tentando criar uma espuma de antibolhas, com o objetivo de criar estruturas semi-estáveis para transportar gotículas com diferentes concentrações do líquido que os cerca. Nesse caso, como o processo de difusão é retardado, se poderá controlar melhor todo o processo de produção", conta Tufaile.